In Vitro Kullanılan Er, Cr:YSGG ve Diode Lazerlerin Titanyum Silindir Üzerine Etkilerinin Değerlendirilmesi

Bu çalışmada Er,Cr:YSGG ve diyot lazerler ile özel olarak tasarlanmış toplam 96 adet titanyum silindirin düz yüzeyine ayrı ayrı uygulanmıştır. Diğer yüzeye bir termokupl yerleştirildi ve sıcaklık ölçüldü. Yüzey pürüzlülüğü profilometre, SEM ve AFM ile analiz edilir.

Peri-implant hastalıklar, dental implantlarla ilişkili önemli sorunlardır. Bu çalışmanın amacı, cerrahi olmayan peri-implant hastalıklarının tedavisinde titanyum silindirler üzerine diyot ve Erbiyum, Krom katkılı İtriyum-Skandiyum-Galyum-Garnet (Er,Cr:YSGG) lazerler uygulandığında yüzey pürüzlülüğünü ve sıcaklık değişimlerini değerlendirmektir. 20s/W ve 40 s/W olmak üzere 6 farklı güç modunda 940 nm diyot (0.8 W-1.3 W-1.8 W) ve Er,Cr:YSGG (1.5 W-2.5 W-3.5 W) lazerler ile kontrol grubu dahil olmak üzere toplam 13 grup oluşturuldu ve her gruba sekiz titanyum silindir uygulandı. İşlem sırasında, silindirin apikal yuvasına yerleştirilen bir termokupl ile ilk ve son sıcaklıklar kaydedildi. Uygulama sonrası profilometre ile tüm disklerin pürüzlülüğü (Ra) ölçüldü. Yüzeyler, iki ve üç boyutlu yüzey incelemesi için taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve atomik kuvvet mikroskobu (AFM) ile tarandı. Işınlama sırasında titanyum silindirlerin sıcaklık değişimleri değerlendirildiğinde, 40 saniye boyunca bir diyot lazerle ışınlanan silindirler, 20 saniye boyunca ışınlananlardan önemli ölçüde daha yüksekti. Er, Cr: YSGG ile muamele edilmiş silindirlerde, sıcaklık bazı numunelerde azalmış ve bazı numunelerde minimum düzeyde artmıştır. Profilometre değerleri (Ra) pürüzlülük açısından tüm gruplar için istatistiksel olarak anlamlı değildi. Bununla birlikte, SEM görüntüleri, işlem görmüş yüzeylerde erime ve mikro gözeneklerin sayısında bir artış olduğunu gösterdi. Bu in vitro çalışmanın sınırlamaları ile, Er, Cr: YSGG ve diyot uygulaması, özellikle termal güvenlik açısından peri-implantitis yönetimi için güvenli bir yaklaşım olarak kabul edilebilir. Yüzey pürüzlülüğü değişmeden kalırken, bu lazerlerin kullanımı Ti silindir topografisinde erime değişikliklerine ve mikro gözeneklere neden oldu. Bu lazer ayarlarının bakteri azalmasını ve osseointegrasyonu nasıl etkilediğini belirlemek için ek araştırmalara ihtiyaç vardır.

Dental implantlar, kaybedilen dişlerin yerine konması için yaygın olarak kabul edilen bir tedavi seçeneğidir ^1,2. Peri-implant mukozit ve peri-implantitis peri-implant hastalıklar olarak sınıflandırılır. Peri-implant mukozit yumuşak dokularla sınırlıdır ve fizyolojik kemik yeniden şekillenmesi dışında kemik kaybına dair bir kanıt yoktur. Peri-implantitis, plak ile ilişkili ve diş implantlarını çevreleyen dokuları etkileyen patolojik bir durumdur. Peri-implant mukozanın iltihaplanması ve bunun sonucunda destekleyici kemik^kaybının artması ile ayırt edilir 3. Bozukluğun başlaması ve ilerlemesi için birincil etiyolojik faktör, implant çevresi plak biyofilminin^{bozulmasıdır 4}. Peri-implant hastalıklar üzerine yapılan çok sayıda çalışma, peri-implant mukozit (PIM) prevalansının %9,7 ile %64,6 arasında değiştiğini, peri-implantitis (P) prevalansının ise %4,7 ^{ile %}45 arasında değiştiğini göstermektedir5.

Plak birikimi peri-implantitise neden olan ana etiyolojik faktör olmakla birlikte, implantların farklı topografik özellikleri nedeniyle tedavisi karmaşıktır. Cerrahi olmayan peri-implantitis tedavisinin temeli, implant yüzeyinin debridmanı ve bakteri yükünü hastalığa neden olan eşiğin^6,7 altına düşürmek için yapışan biyofilmin ortadan kaldırılması yoluyla enfeksiyon yönetimidir. Titanyum arayüzlerin karmaşık mikro ve makro topografisi ve kemik defekti anatomisi, yüzey dekontaminasyonunu sınırlar. Farklı mekanik (küretler, ultrasonik cihazlar, hava tozu aşındırma, titanyum fırçalar), kimyasal (sitrik asit, klorheksidin, antimikrobiyaller) ve fiziksel (lazer, fotodinamik tedavi) dekontaminasyon tekniklerinin etkinliği kombinasyon halinde değerlendirilmiştir⁸. Mevcut araştırmalar, peri-implantitis için cerrahi olmayan müdahale tekniklerinin birlikte kullanılmasının tek başına debridmandan daha etkili olduğunu göstermektedir⁹. Kimyasal antimikrobiyal ajanların veya lokal/sistemik antibiyotiklerin mekanik tedaviye dahil edilmesi önemli etkinlik göstermiştir; Bununla birlikte, bu müdahaleler olası olumsuz sonuçlara yol açabilir¹⁰. Lazer teknolojisi geliştikçe, implant yüzeyleri üzerindeki anti-enfektif, detoksifiye edici ve kullanıcı dostu etkileri nedeniyle dental lazerler giderek daha popüler hale gelmiştir^10,11.

Absorpsiyon zirvesi, cihazın çalışma modu ve doku özellikleri, lazer ışınlaması sırasında ısı artışını etkiler. Önemli bir klinik öncesi araştırma, sıcaklığın 1 dakika boyunca 50 ° C'ye yükselmesinin vasküler hasara neden olduğunu, 60 ° C'ye yükselmenin ise kan akışının durmasına ve ardından kemik nekrozuna yol açtığını ortaya koydu¹². Bir in vitro araştırma, sadece 10 saniye diyot lazer ışınlamasından sonra implant yüzeylerinin kemik güvenliği eşiğinden (10 °C) daha yüksek sıcaklıklara ulaşabileceğini buldu. Kemik canlılığı sadece 10 °C'lik bir sıcaklık artışıyla tehlikeye girebilir¹³.

Son zamanlarda yapılan çok sayıda çalışma, lazerlerin bu alandaki yararlı etkisini incelemeye odaklanmıştır 14,15,16,17,18. Çeşitli lazer dalga boyları, uygun parametreler uygulandığında implant yüzeyleri üzerinde önemli bir antibakteriyel etki ve güvenlik gösterir. Yoğunluk, frekans ve dalga boyu dahil olmak üzere bir dizi değişken lazer tedavilerinin etkinliğini etkiler. Çeşitli çalışmalar, CO₂, Er: YAG, Er, Cr: YSGG ve çeşitli diyot lazerler dahil olmak üzere çeşitli lazer dalga boylarının bakterisidal etkisini göstermiştir ve bu da peri-implantitis tedavisinde farklı lazerlerin yararlı etkilerini tanımlamamızı sağlar. Aoki ve ark. 19,20,21. İncelemelerinden, lazer uygulamasının rejeneratif tedavi de dahil olmak üzere hem cerrahi olmayan hem de cerrahi peri-implant tedavilerinde yüzey temizliğini kolaylaştırdığı ve çevredeki doku hücrelerini aktive ederek iyileşmeyi desteklediği sonucuna varmışlardır²².

Diyot lazerler, implantın yüzey desenini etkilemeden implant yüzeylerinde bakterisidal etki gösterme yeteneğine sahiptir. Peri-implantitis tedavisi söz konusu olduğunda, periodontal dokuların iyileşmesini desteklediği için diyot lazer gidilecek yol olabilir 23,24,25.

Erbiyum, krom katkılı: itriyum, skandiyum, galyum, garnet (Er,Cr:YSGG) lazerler biyofilmin ortadan kaldırılması ve implant yüzeylerinin dekontaminasyonu için etkili özellikler gösterir¹¹. Erbiyum lazerler ile su ile çalışan özellikleri sayesinde mekanik hasara neden olmadan güçlü bakterisidal etkiler ve kemik yenileme özellikleri gösterilmiştir^11,14.

Titanyum implantlarda lazer ışınlamasının neden olduğu değişikliklerle ilgili veri eksikliği vardır. Ayrıca, titanyum yüzeylerin ışınlanması için güç ve uygulama süresi gibi lazer parametrelerini kapsayan kesin bir metodoloji henüz tanımlanmamıştır. Daha önce yapılan çalışmalarda Er,Cr:YSGG^{lazer 16} uygulamasının sıcaklık değişimi üzerine etkisi olmadığı gösterilmiş, ancak diode lazer çalışmaları^13'ü aşmış ve kritik değer^{olan 16,26'yı} geçmemiştir. Lazer tedavisinin titanyum yüzeyin Ra değeri üzerindeki etkisinin farklı sonuçları literatürde mevcuttur^18,27. Çalışmanın boş hipotezi, Er,Cr:YSGG lazerler ve diyot lazerler arasında titanyum yüzeylerin sıcaklık ve pürüzlülük değişimi açısından bir fark olmayacağıdır. Bu çalışmada, titanyum malzeme üzerinde yüzey pürüzlülüğü ve sıcaklık değişimleri Er, Cr:YSGG ve diyot lazerler kullanılarak çeşitli zaman ve güç ayarlarında izlenerek güvenli çalışma parametrelerinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Sıcaklık değişiminin değerlendirilmesi termokupl ile yapılmış, yüzey pürüzlülüğü profilometre kullanılarak değerlendirilmiş ve yüzey değişiklikleri SEM ve AFM teknikleri ile analiz edilmiştir.

NOT: Konvansiyonel implantlarla aynı malzemeden üretilen ve SLA teknolojisi ile implant yüzeyini taklit etmek için tasarlanan titanyum silindirler, 10 mm yüksekliğe ve 5 mm çapa sahiptir. Silindirlerin merkezinde 7 mm derinliğinde ve 3 mm genişliğinde bir boşluk bulunur (Şekil 2). 3mm'lik genişlik en derin noktada 1mm'ye düşer. Standart implantların yüzey pürüzlülüğünün bir profilometre ile ölçülmesi mümkün değildir. Üretici tarafından tasarlanan titanyum silindirin üst kısmındaki 5 mm çapındaki düz bir yüzeye, implant yüzeyini simüle eden aynı malzeme kullanılarak uygulanan lazerin etkinliğini değerlendirmek mümkün oldu. Ek olarak, silindirin merkezinden başlayarak sıcaklık değişimlerini ölçmek için, titanyum silindirin alt yüzeyinin merkezinden, termokupl ucunun yerleştirileceği silindirin derinliklerine doğru 7 mm derinliğinde ve 3 mm genişliğinde bir oluk oluşturulmuştur. Bu oluk, işlenmiş yüzeyin sıcaklık değişiminin dış yüzeye bağlı olmak yerine silindirin içinden değerlendirilmesine izin verir. Özel olarak üretilen titanyum silindirlerin düz yüzeyleri Atomik Kuvvet Mikroskobu (AFM) kullanılarak analiz edilerek üç boyutlu görseller elde edildi. Firma tavsiyelerine göre 940 nm diyot (0.8 W²⁸, 1.3 W²⁹, 1.8 W³⁰) ve 2.780 nm Er,Cr:YSGG (1.5 W³¹, 2.5 W³¹, 3.5 W³²) lazerler kullanılmış ve her biri 20 sn ve 40 sn uygulama süresine sahip 12 grup oluşturulmuştur. Uygulama sonrası pürüzlülük değerlendirmesi için kontrol grubu eklendi. Uygulama sırasında Ti silindirini sabit tutmak için üç boyutlu yazıcıdan parmak destekli bir stand basılmıştır (Table of Materials).

1. Örnek boyutu

1. G*Power programının Güç analizini kullanarak örneklem boyutunu hesaplayın. Sıcaklık değişimi için her grup için minimum numune sayısı n=8 numune olarak belirlenmiş, etki büyüklüğü d: 0.6906, standart sapma 16.8, Güç: 0.80 ve α: 0.05 olarak belirlenmiştir.
   NOT: Bu çalışmada lazer sistemi olarak 300 μm çapında uç (e3 uç) ve 360° ateşleme elastik RFPT5-14 uçlu (580 μm çapında ve 14 mm uzunluğunda) 940 nm diyot lazer ile donatılmış Er,Cr:YSGG lazer kullanılmıştır (Şekil 1).

Şekil 1: Kullanılan alet ve ekipmanlar. (A) Diyot lazer, (B) Er,Cr:YSGG lazer, (C) E3 uç, (D) RPTF5-14 uç. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

2. Çalışma gruplarının belirlenmesi

1. İdeal kullanım koşulu olarak peri-implant mukozitinde cepte uygulama için önerilen Watt lazerleri alın. Ek olarak, çalışma gruplarına önerilen Watt'a göre bir düşük değer ve bir yüksek değer ekleyin. Burada kullanılan değerler Er,Cr:YSGG için 1,5 W ve 3,5 W, diyot lazer için ise 0,8 W ve 1,8 W'tır.
2. Çalışma süresinin sıcaklık değişimi üzerindeki etkisini değerlendirmek için uygulama süresini 20 sn ve 40 sn olarak belirleyin. Çalışma grupları Tablo 1'de gösterilmiştir.

Tablo 1: Çalışma grupları bilgileri.

3. Deney düzeneğinin hazırlanması

1. Rhinoceros (3D grafik ve tasarım) programı ile 10 mm çapında ve 5 mm kalınlığında hafif boşluklu 3D bir silindir standı tasarlayın.
   1. Uygulamayı açın. 10 mm çapında bir daire çizin. Bir elips oluşturmak için daireyi bir eksenden %50 azaltın. Extuder'a basın ve elipsi üçüncü boyutta kaldırın.
   2. Parmak desteği için tekrar bir daire çizin. Ekstrüder anahtarı ile üçüncü boyuttaki ikinci daireyi kaldırın. Yüksekliği ilk daireden daha az yapın.
   3. Boolean komutuyla eliptik çizimde 10 mm'lik bir delik açın. Termokupl desteği için Sweep 1 komutu ile L şeklinde bir çizgi yapın ve 3. boyutu oluşturun.
   4. Bir kare çizin, ekstruder komutu ile 3. boyutta büyütün ve tabanı oluşturun. Tasarımı yazdırdıktan sonra Ti silindirin geleceği deliğin etrafına silikon sürün ve kurulayın. Bu, lazer uygulanırken silindiri yerinde tutacaktır.
2. Klimalı kapalı bir odayı 27 °C sıcaklığa getirin. Silindirlerin sabitleneceği standı çift taraflı bantla plastik bir küvetin ortasına sabitleyin.
   NOT: Ti Silindirini yerleştirin, yüzeye hava sıkın.
3. Termometrenin termokuplunu, stand üzerindeki yuvasına yerleştirilmiş Ti silindirinin içi boş kısmına yerleştirin.
4. Uygulama süresini takip etmek için bir kronometre hazırlayın. 3. gözlemci tarafından dereceleri kaydedin ve kronometre ile zamanı takip edin.

4. Deneysel prosedür

1. Lazer uygulaması sırasında uygulayıcı güvenliği için koruyucu gözlük kullanınız. Er, Cr: YSGG lazer için RPTF5-14 ucunu yerleştirin. Diyot lazer için E3 ucunu yerleştirin.
2. Er, Cr: YSGG lazeri açın. Perio Kapalı Mod'u seçin. 1,5 W, 2,5 W ve 3,5 W lazerleri her biri 20 sn ve 40 sn boyunca uygulayın. Lazer uygulanmış 96 Ti silindir bulunmaktadır. Bir Ti silindirini yalnızca bir lazer tipi, bir watt ve bir kez ışınlayın.
3. Diyot lazeri açın. Perio Cep Modu'nu seçin. Her biri 0.8 sn ve 1.3 s için 1.8 W, 20 W ve 40 W lazer uygulayın.
4. Lazer başladığında 3. gözlemcinin zamanlayıcıyı başlatmasını sağlayın. Süre dolduğunda onu uyarın.
5. Lazer ucunu yüzeye 15°'lik bir açıyla, temas halinde, planlanan süre boyunca tüm yüzey üzerinde zikzak çizerek uygulayın.
6. Uygulama sırasında başlangıç ve son sıcaklık değerlerine dikkat ediniz. Başlangıç sıcaklığı değerini bitiş sıcaklık değerinden çıkarın. Sıcaklık değişimini hesaplayın.
   NOT: 12 Er, Cr: YSGG ve 6 Diyot lazer grubu olmak üzere toplam 6 grup için sıcaklık değişim değerlerine dikkat edin.
7. Numuneleri, üzerlerinde grup numaraları yazılı olan şeffaf torbalarda saklayın.

5. Malzemelerin iki ve üç boyutlu görüntülenmesi

1. Ti silindir yüzeyinin morfolojisindeki değişiklikleri değerlendirmek ve göstermek için taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve atomik kuvvet mikroskobu (AFM) analizleri gerçekleştirin.
   NOT: FEI Quanta FEG 250 cihazı kullanılmıştır.
2. Numuneleri SEM'e yerleştirilmeden önce kaplamayın. 1 kontrol grubu, 6 diode lazer grubu ve 6 Er,Cr:YSGG lazer grubu olmak üzere 13 grup bulunmaktadır. Kontrol grubu için herhangi bir işlem yapmayın, sadece AFM ve SEM ile yüzey görüntüleri alın.
3. 13 çalışma grubunun her birinden rastgele bir silindir seçin. Bunları SEM cihazına yerleştirin. Örneklerin karıştırılmasını önlemek için platformdaki konumu ve örnek kodunu not edin.
4. Ti silindirini düz yüzeyi yukarı bakacak şekilde SEM cihazına yerleştirin. Düşük vakum modunu kullanarak analizler gerçekleştirin. Analiz sırasında hazne basıncını 60 Pa'ya ayarlayın.
5. Cihaz tamamen hazır olduğunda, görüntüleri düz yüzeydeki rastgele bir noktadan 250x, 1000x ve 5000x büyütmede kaydedin. Tüm numuneler için bu prosedürü tekrarlayın.
   NOT: SEM cihazı süpürme işlemini bitirdiğinde görüntü toplamaya hazırdır.
6. AFM ölçümü için, her çalışma grubundan rastgele bir Ti silindiri seçin. Dokunma modunda ölçüm yapın.
   1. Ti silindirini AFM cihazına yerleştirin. Üst kapağı, aletin ucu numunenin üzerinde olacak şekilde yerleştirin. Cihazın üzerindeki pencereden gelen kırmızı ışığın görüntülenecek yüzeyde olup olmadığını kontrol edin.
   2. Voltajı 2 olarak ayarlayın. Otomatik arazi düğmesiyle ucu numuneye yaklaştırın. Start Scan (Taramayı Başlat ) düğmesine basarak taramayı başlatın.
7. Her örnek için 5 μm x 5 μm dijital görüntü çekin ve yavaş tarama hızında (1 Hz) kaydedin. Ti silindirlerinin düz yüzeylerinden AFM cihazı ile çekilen görüntüleri kaydedin. AFM cihazı 25^μm2'lik alanı görselleştirir.

6. Yüzey pürüzlülüğünün ölçülmesi

NOT: Burada Surftest SJ 201, Mitutoyo, Tokyo, Japonya cihazı kullanılmıştır.

1. Profilometrenin çözünürlüğünü 0,01 mm, enine uzunluğunu 3,0 mm ve elmas kayıt pimi ucunun çapını 5 μm olarak ayarlayın. Ra değerini belirlemek için ölçüm hızını 0.5 mm/sn'ye ayarlayın.
2. Ti silindirini bir tutucu ile sabitleyin, preseli kullanın ve Ti silindirini yan yüzeyden tutarak sabitleyin. Profilometrenin iğnesini Ti yüzeyi ile temas edecek şekilde yerleştirin.
3. Başlat düğmesine basın. Bulunan Ra değerini kaydedin. Ölçümü her silindirin düz yüzeyinde farklı yönlerde 5x tekrarlayın (Şekil 2). Çeşitli yönleri elde etmek için, bir ön satış yardımıyla Ti silindirini kendi etrafında hareket ettirin. Ti silindirinin tüm uzunluğu boyunca tekrarlayın.

Şekil 2: Çalışma gruplarının akış şeması. (1A) Ti silindir yandan görünüm, (1B) üstten görünüm, (1C) alttan görünüm Bu şeklin daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

7. İstatistiksel analiz

1. SPSS-Windows istatistik paket programını kullanarak istatistiksel analiz yapar ve Kruskal-Wallis ve Mann-Whitney testlerini uygular. İstatistiksel güven düzeyini %95 olarak ayarlayın (α = 0,05).

20 saniye ve 40 saniyelik uygulama sürelerine göre yapılan değerlendirmede istatistiksel olarak anlamlı bir fark gözlendi. 40 sn lazer uygulanan Ti silindir yüzeylerindeki sıcaklık değişiminin, uygulanan 20 sn lazere göre daha fazla olduğu gözlendi (p=0.037; Şekil 3).

Şekil 3: Tüm numuneler için zamana göre sıcaklık değişimi. Kutudan yukarı ve aşağı uzanan çizgiler, verilerin minimum ve maksimum değerlerini gösterir. Kutunun içindeki yatay çizgi, verilerin ortanca değerini temsil eder. Yuvarlak işaretler aykırı değerlerdir.
a=40 s grubu ile karşılaştırıldığında istatistiksel olarak anlamlı fark. (p<0,05)
 Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Sıcaklık değişimini lazer tiplerine göre (Er, Cr: YSGG ve diyot) iki gruba ayırarak analiz ettik. Bir diyot lazer kullanan Ti silindirlerindeki sıcaklık değişiminin, Er, Cr: YSGG lazeri uygulayan silindirlerden daha büyük olduğu gözlendi. Sonuçlar istatistiksel olarak anlamlıdır (p=0.001; bkz. Şekil 4). Sadece diyot lazer uygulaması için test edilen Ti silindirlerinin değerlendirilmesinde, sonuçlar 40 sn diyot lazer uygulamasının tüm Watt değerlerinde 20 sn uygulamasına kıyasla önemli ölçüde daha yüksek sonuçlar verdiğini göstermiştir (p < 0.001; Şekil 4). Şekildeki kutunun içindeki kırmızı çizgi medyan değeri gösterir. Üst ve alt kısımdaki çubuklar maksimum ve minimum sıcaklık değerlerini gösterir.

Şekil 4: Tüm numuneler için lazer tiplerine ve zamana göre sıcaklık değişimi. Kutudan yukarı ve aşağı uzanan çizgiler, verilerin minimum ve maksimum değerlerini gösterir. Kutunun içindeki yatay çizgi, verilerin ortanca değerini temsil eder. Yuvarlak işaretler aykırı değerlerdir.
a=Diyot grubuna göre istatistiksel olarak anlamlı fark. (p<0,05)
b= Diyot lazer 40 s. ile karşılaştırıldığında istatistiksel olarak anlamlı fark (p<0,05)
Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Sıcaklık değişiminin en son istatistiksel değerlendirmesi, Watt değerine dayalı olarak yapılmıştır. Er,Cr:YSGG lazer kullanılan gruplarda sadece Watt değerleri (p < 0.001) ve Watt-time (p < 0.001) parametreleri incelendiğinde anlamlı farklılıklar gözlendi. Er,Cr:YSGG lazer uygulamasında, zamanın tek başına sıcaklık değişimini anlamlı olarak etkilemediği gözlendi (p=0.959). Diyot lazere maruz kalan tüm Ti silindirlerindeki sıcaklık değişimi Watt, zaman ve Watt-zaman değişkenleri dikkate alınarak değerlendirildiğinde istatistiksel olarak anlamlı bir fark gözlendi (p < 0.05). Ti silindir yüzeylerine 1.8 Watt uygulanan diyot lazer gruplarının sıcaklık aralığı, 0.8 Watt uygulanan diyot lazer gruplarına göre belirgin şekilde daha büyüktü (p = 0.006; Şekil 5).

Şekil 5: Kombine sıcaklık analizi. Analiz, Watt ve Zamana göre Er, Cr:YSGG ve Diyot Lazer tipleri için yapıldı. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Görüntüleme analizi

SEM görüntülerinde tüm gruplarda mikron büyüklüğünde gözenekli bir yapı gözlenmiştir ki bu da kumlanmış, asitle pürüzlendirilmiş implant yüzeylerinden beklenen görünümdür. 5000x büyütmede, lazerle işlenmiş titanyum yüzeyler, kontrol grubuna (kırmızı daireler) kıyasla mikron boyutlu gözeneklerde gözle görülür bir genişleme gösterdi. 250x ve 1000x büyütmede, 40 sn boyunca Er, Cr:YSGG ve diyot lazerlerle muamele edilen titanyum yüzeyler, 20 sn boyunca tedavi edilenlere göre daha fazla erime göstermiştir (Şekil 6). AFM görüntülerinde, kontrol grubundaki yüzey girintilerinin dağılımı lazerle tedavi edilen gruplara göre daha homojendi (Şekil 7, Şekil 8). AFM görüntüleri, titanyum silindirin düz yüzeyinin yalnızca 25μm2'lik çok küçük bir alanını görselleştirdiğinden, tüm yüzey hakkında ayrıntılı bir sonuç elde edemedik.

Şekil 6: Tüm çalışma gruplarının SEM görüntüleri. 6 diyot lazer grubu D1-D6 olarak etiketlenirken, 6 Er,Cr: YSGG lazer grubu E1-E6 olarak etiketlenmiştir. Görüntüler 250x, 1000x, 5000x, büyütme ile çekilir. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 7: Kontrol grubunun AFM görüntüsü. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 8: Tüm çalışma gruplarının AFM görüntüleri. 6 diyot lazer grubu D1-D6 olarak etiketlenirken, 6 Er,Cr:YSGG lazer grubu E1-E6 olarak etiketlenmiştir. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Yüzey pürüzlülüğü sonuçları

Pürüzlülük parametresi lazer tipi (p=0.841), Watt (p=0.900), zaman (p=0.399) değişkenlerinde ve lazer tipi, Watt ve zaman değişkenlerinin birlikte değerlendirilmesinde (p=0.924; Şekil 9).

Şekil 9: Lazer tipi, watt ve zamana göre pürüzlülük analizi. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Bu sonuçlar göz önüne alındığında, Er, Cr:YSGG ve diode lazerlerin peri-implant hastalığında titanyum yüzeyini dekontamine etmek için güvenli olduğu sonucuna varabiliriz. Sıcaklık değişimi 10 °C'nin altındaydı, bu da parametrelerin güvenli aralıkta olduğunu gösteriyordu. Aynı zamanda, profilometre değeri önemli ölçüde değişmedi, bu da yüzey pürüzlülüğü açısından herhangi bir dezavantaj olmadığını gösteriyor. Görüntüleme analizinde yüz değişiklikleri tespit edildi, ancak bu pürüzlülük analizi ile desteklenemedi. Çalışmanın sonuçları, kullanılan lazer parametrelerinin güvenli aralıkta olduğunu desteklemektedir.

a=Diyot grubuna göre istatistiksel olarak anlamlı fark. (p<0,05)

b= Diyot lazer 40 s. ile karşılaştırıldığında istatistiksel olarak anlamlı fark (p<0,05)

Peri-implantitis tedavisinde implant yüzeylerinin dekontamine edilmesi için en uygun yöntem üzerinde önemli bir tartışma devam etmektedir. Önceki yayında lokal veya sistemik ilaçların kullanımı, lazer uygulaması, mekanik ve/veya kimyasal temizlik ve implantoplasti önerilmiştir. Çalışma bulgularımız, ölçülen tüm sıcaklıkların kritik güvenlik eşiği olan 10 °C'nin altına düştüğünü göstermiştir¹³. Ancak bunun in vitro bir çalışma olduğu ve klinik koşulları her zaman tekrarlayamadığı göz önünde bulundurularak, Er,Cr:YSGG lazer ve diyot lazer kullanımının implant topografisinde erime değişikliklerine ve mikro gözeneklere neden olduğu, yüzey pürüzlülüğünün ise değişmediği gözlenmiştir.

Dekontaminasyon için Ho:YAG ve Nd:YAG³³ lazerlerin kullanılması, yüzey etkileri nedeniyle uygun olmadığı bildirilmiştir; ancak Er,Cr:YSGG^{lazerler 34} ve diyot lazerler¹⁸ bu amaç için etkili bulunmuştur. Diyot lazer, TGF-β1 sinyali tarafından uyarılan HBD-2 ekspresyonu yoluyla çevre dokularda iyileşmeyi artırır. Çalışma, titanyum yüzey üzerinde zikzak hareketiyle Er,Cr:YSGG lazerin uygulanmasını takiben yüzey pürüzlülüğünde ve P. gingivalis kolonizasyonunda bir azalma, fibroblast canlılığında ve osteoblast farklılaşmasında bir artış olduğunu ortaya koymuştur³⁵. Bu çalışmanın sonuçları, Er,Cr:YSGG lazerin 3,5 W'tan 40 s'ye kadar enerji ayarlarında titanyum yüzeylerde herhangi bir termal hasara neden olmadığını göstermiştir. Bu bulgu, Smeo ve ^ark.36 tarafından yayınlanan ve erbiyum lazerlerin doğru lazer parametreleriyle kullanıldığında kritik sıcaklık eşiğini aşmadan antibakteriyel bir etki uygulayabileceğini belirleyen bir literatür taraması ile ilişkilidir.

Bu araştırmadaki 940 nm diyot lazer parametreleri 0.8 W, 1.3W ve 1.8 W idi, bu da 20 s ve 40 s¹³ gibi farklı güç çıkışı ve ışınlama sürelerini içeriyordu. Titanyum yüzeylerde diyot lazerlerin kullanımını değerlendiren iki farklı çalışmada uygulama süresi olarak 20 s³⁷ ve 40 s³⁸ kullanılmıştır. Benzer şekilde titanyum ve diş yüzeylerine uygulanan Er,Cr:YSGG lazerler 20^{sn 39} ve 40 sn⁴⁰ uygulama süreleri ile kullanılmıştır. Bir çalışmada, bir diyot lazer kritik sıcaklığı 18 saniyede aştı¹³. Diyot lazer uygulamalarında, pulpanın termal hasarını önlemek için kök yüzeyine uzun süre maruz kalmaktan kaçınılması önerilmiştir (kritik eşik 5.6 °C)^28,41. Çeşitli lazerlerin kullanımının titanyum yüzeylerin sıcaklık değişimi üzerindeki etkisini değerlendiren bir çalışma, Er:YAG, CO2, Nd:YAG ve diyot lazerlerin bir su tankında⁴² 10°C'lik kritik sıcaklık değişimini aşmadığını bildirmiştir. Benzer şekilde, bu çalışmada, 940 nm diyot lazer grupları önemli ölçüde daha hızlı bir sıcaklık artışı üretti; Bununla birlikte, nihai sıcaklık değerleri kritik eşiğin altındaydı. 940 nm diyot lazer uygulamasında, azaltılmış bir güç çıkışı seçilerek ve ışınlama süresi en aza indirilerek sıcaklıktaki artış azaltılabilir. Bu sonuçlar, su soğutmasının yokluğunda artan güç/enerji yoğunluğu 13,43,44 ile yüksek sıcaklık arasında pozitif bir ilişki olduğunu göstermekte ve Er,Cr:YSGG lazer ^16,45 gibi ışınlama sırasında su soğutmanın önemini vurgulamaktadır.

Mekanik ve 3D-optik (temaslı ve temassız) profilometri, dental materyal nano topografisi ve implant yüzey pürüzlülüğünün kantitatif ölçümü için en popüler in vitro yöntemlerdir, SEM görüntüleri ise kalitatif değerlendirme için altın standarttır³¹. Temaslı profilometre ile pürüzlülüğün ölçülmesi yüzeye zarar verebilir ve hatalı ölçümlere yol açabilir⁴⁶. SEM görüntüleme, numunelerin kantitatif ve kalitatif analizini kolaylaştıramazken, AFM görüntüleri yüzey pürüzlülüğü ve 3D derinlik açısından nicel bilgi sağlayabilir⁴⁷. Lazer tedavisi sonrası implant yüzeylerinde, kontrol grubuna kıyasla mikro gözenek çapında bir artış, erimiş bir morfoloji ve çukurlu mikro gözeneklerin artmış prevalansı ile karakterize edilen morfolojik değişiklikler kaydedildi. Bu deneysel koşullar altında, SEM analizi sırasında Ti silindirinin yüzeyi yüzey değişikliklerini ortaya çıkardı. Ayrıca, bu değişiklikler lazer tipinden, kullanılan güçten ve lazer ışınlaması için harcanan zamandan etkilenmiştir. Yazarlar, hem diyot¹⁸ hem de Er, Cr: YSGG ^21,48 lazerlerindeki yüzey hasarı ve zaman seviyelerinin artan güç ile ilişkili olduğu sonucuna vardılar. Daha fazla araştırma, bu değişikliklerin terapötik etkileri olup olmadığını incelemelidir.

Mikrotopografi olarak da bilinen dental implant yüzey pürüzlülüğü, osseointegrasyonu etkileyen çok önemli bir faktördür. Yakın zamanda yapılan bir çalışmada, titanyum yüzeyler dört farklı protokolle işlendi. Titanyum yüzey ve mezenkimal kök hücreler lazerle tedavi edilen yüzeyde korundu ve kök hücre adezyon sonuçları diğer tekniklere (Ti-Ni fırçası, Air-flow ve dental frez) göre daha iyiydi49. İncelenen Ti silindirinin tüm Ra değerleri lazer ışınlaması sırasında düşürüldü; Bununla birlikte, ışınlama öncesi ve sonrası istatistiksel olarak anlamlı bir fark görülmedi. Diyot lazer ışınlaması, daha yüksek güç seviyeleri kullanıldığında Ti yüzeyini eriterek yüzey pürüzlülüğünü azalttı. Bu bulgular, Stübinger ve ^ark.50 tarafından yapılan ve implant yüzeyini dekontamine etmek için 810 nm diyot lazerin kullanıldığı ve yüzey üzerinde önemli bir etki göstermediği, Kim ve ^ark.51 ve Rezeka ve ^ark.17 tarafından 2 ve 3 W güçlerle tedavi edildiğinde 940 nm dalga boyu kullanılarak yapılan çalışmanın sonuçlarıyla çeliştiği ve lazer uygulaması ile yüzey pürüzlülüğünün arttığı bir çalışma ile tutarlıdır.

Bu çalışma, hücresel ve mikrobiyolojik testlerin eksikliği ile sınırlıdır. Bu çalışma, diyot ve Er,Cr:YSGG lazer ışınlamasını takiben Ti silindirindeki topografik değişiklikleri değerlendirmeyi amaçlamaktadır; Bununla birlikte, çeşitli tedavilerin biyolojik etkileri daha fazla in vitro ve in vivo araştırma gerektirir. Diğer bir sınırlama, bu çalışmada yapılan yüzey pürüzlülüğünün istatistiksel analizinin sadece profilometre verilerini içermesidir. AFM yaklaşımı, diş hekimliğinde sıklıkla kullanılan iki lazer tipinin etkinliğini değerlendirmede etkili olduğunu kanıtlamıştır.

Sonuç

Araştırmamızda, sıcaklık artışlarının hiçbiri 10 ° C'lik fizyolojik eşiği aşmadı. Sonuç olarak, istatistiksel olarak anlamlı sıcaklık farkları klinik olarak ilgisiz olarak kabul edildi. Lazer tipi ve gücü RA'yı önemli ölçüde etkilemedi; bu nedenle, 0,8, 1,3 ve 1,8 W diyot lazer ve 1,5 W, 2,5 W ve 3,5 W ile Er,Cr:YSGG lazerin 20 s ve 40 s boyunca ışınlanması Ti yüzeyini zarar görmeden temizleyebilir. Bununla birlikte, bu bulgular in vitro olarak gerçekleştirilmiştir ve bu çalışmanın sonuçlarını doğrulamak için klinik çalışmalara ihtiyaç duyulacaktır. Bu çalışmada implant debridmanının klinik senaryosunu simüle eden çeşitli teknikler araştırılmıştır.

Yazarların açıklanacak herhangi bir çıkar çatışması yoktur.

Çalışmada kullanılan titanyum silindirler Naxis İmplant tarafından üretilmiştir.